Войти в мой кабинет
Регистрация
ГОТОВЫЕ РАБОТЫ / КУРСОВАЯ РАБОТА, БИОТЕХНОЛОГИЯ

Современные исследования в области энзимологии

cool_lady 480 руб. КУПИТЬ ЭТУ РАБОТУ
Страниц: 40 Заказ написания работы может стоить дешевле
Оригинальность: неизвестно После покупки вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100% с помощью сервиса
Размещено: 21.03.2021
Курсовая работа посвящена теме: «Современные исследования в области энзимологии». В ней рассмотрена общая характеристика понятия инженерной энзимологии и ее задач. Наиболее подробно описаны история и применение иммобилизованных ферментов, а также их методы. Также рассмотрены фундаментальные и современные исследования в области энзимологии. Работа содержит введение, основную часть, заключение, список использованных источников, лабораторную работу, приложения с тестовыми заданиями и глоссарием, 37 страниц текста и 1 рисунок.
Введение

Энзимология – раздел биохимии, изучающий строение, каталитические свойства ферментов, механизм их действия и молекулярную структуру. Энзимология занимается решением проблемы очистки и препаративного выделения ферментов, их классификацией, изучением кинетики ферментативного катализа, специфичности, ингибирования и активации ферментов, исследованием их кофакторов, а также процесса биосинтеза ферментов, их биологии, практического применения, в том числе для энзимодиагностики и энзимотерапии. К настоящему времени получены убедительные доказательства, что современная биология и медицина говорят на языке энзимологии и что возможности применения ферментов в медицине теоретически безграничны. Основная задача медицинской биохимии заключается в выяснении компенсаторных механизмов нарушенных этапов метаболических процессов в клетке и способов управления этой компенсацией. Успешно развивается новое направление энзимологии - медицинская энзимология, которая имеет свои цели и задачи, специфические методологические подходы и методы исследования [10].
Содержание

Введение 3 1 Инженерная энзимология и ее задачи 4 2 История и применение иммобилизованных ферментов 11 3 Фундаментальные исследования в области энзимологии 16 4 Иммобилизованные ферменты и их методы 18 Заключение 29 Список использованных источников 30
Список литературы

1 Баева, А. А. Биотехнология / А. А. Баева. – М. : «Наука», 2014. – 314 с. 2 Бейли, Д. Основы биохимической инженерии, в 2-х частях / Д. Бейли, Д. Оллис. – М. : «Мир», 2012. 3 Беккер, М. Е. Введение в биотехнологию / М. Е. Беккер. – М. : «Пищевая промышленность», 2018. 4 Березина, И. В. Иммобилизованные ферменты / И. В. Березина, В. К Антонова. – М. : «МГУ», 2016. – 358 с. 5 Березина, И. В. Химическая энзимология / И. В. Березина, В. К Антонова. – М. : «МГУ», 2013. – 250 с. 6 Вольф, М. Лечение ферментами / М. Вольф, К. Рансбергер. – М. : «Наука», 2016. – 231 с. 7 Грачева, И. М. Технология ферментных препаратов / И. М. Грачева. – М. : 2009. 8 Егорова, Н. С. Промышленная микробиология / Н. С. Егорова. – М. : «Высшая школа», 2009. – 687 с. 9 Елинов, Н. П. Основы биотехнологии / Н. П. Елинов. – СПб. : «Наука», 2015. – 600 с. 10 Клесов, А. А. Технологические процессы с применением иммобилизованных ферментов / А. А. Клесов. – М. : «Мир», 2012. – 254 с. 11 Кретович, В. Л. Введение в энзимологию: моногр. / В. Л. Кретович. – М. : «Наука», 2013. – 360 c. 12 Рогов, В. И. Пищевая биотехнология / В. И. Рогов. – М. : «Колос», 2014. 13 Сниииин, А.П., Райнииа Е.И., Лозинский В.И., Спасов С.Д. Иммобилизованные клетки микроорганизмов. - М.: Изд-во МГУ, 1994. - 288 с. 14 Чанг, Т. М. Искусственная клетка / Т. М. Чанг. – М. : «Еауковая думка», 2009. – 204 с. 15 Arnold, F.H. Optimizing industrial enzymes by directed evolution / Advances in biochemical engineering biotechnology. New enzymes for organic synthesis. (Scheper Th., Ed.). Verlag; Berlin, Heidelberg; New York: Springer, V.58, 1-14. 16 Glick, J. Parsnip. Molecular biotechnology. Principles and application. M. «The World». 2002.- 590 p. 17 Immobilized cells and enzymes. - Per. from English / Ed. J. Woodworth.-M.: Mir, 1988. 18 Ayala, F Modern Genetics / Ed. F. Ayala, D. Kaichur. - M .: Mir, 1987. Molecular and cellular aspects of biotechnology / Ed. S.G. Inge-Vechtomova. - L .: Nauka, 2006 . – 256 p. 19 Sniiiin, A. P. Immobilized cells of microorganisms / Rainii E.I., Lozinsky V.I., Spasov S.D. – M. : Publishing House of Moscow State University, 2014 . – 288 p. 20 Woodworth, J. Immobilized cells and enzymes. - Per. from English / Ed. J. Woodworth. – 2018. 21 http://ru.wikipedia.org/wiki/Биотехнология 22 www.chem.qmul.ac.uk/iubmb – Биохимическая классификация и номенклатура ферментов. Свободный доступ на сайте Международного союза биохимии и молекулярной биологии 23 www.molbiol.ru – Учебники, научные монографии, обзоры, лабораторные практикумы в свободном доступе на сайтах практической молекулярной биологии 24 www.nature.ru – Учебники, научные монографии, обзоры, лабораторные практикумы в свободном доступе на сайтах практической молекулярной биологии 25 www.swissprot.com – свободный доступ к международной
Отрывок из работы

1 Инженерная энзимология и ее задачи Инженерная энзимология – это новое научно-техническое направление, появление которого связано с необходимостью интенсификации биотехнологических процессов. Создание так называемых иммобилизованных (неподвижно закрепленных на синтетических полимерах, полисахаридах и других носителях-матрицах) энзимов явилось значительным шагом в развитии современной биотехнологии. Основная задача инженерной энзимологии – разработка биотехнологических процессов, в кото¬рых используется каталитическое действие ферментов, как пра¬вило, выделенных из состава биологических систем или находя¬щихся внутри клеток, искусственно лишенных способности расти. К инженерной энзимологии относятся соответствующие научно-исследовательские и инженерные разработки, если они ставят своей целью: а) получение нового продукта; б) получение извест¬ного продукта, но лучшего качества; в) улучшение технико¬ экономических показателей процесса по сравнению с аналогич¬ными существующими процессами [11]. Можно было бы дать другое определение инженерной энзи¬мологии, в котором акцент делался бы на конструирование биоорганических катализаторов с заданными свойствами на основе ферментов или полиферментных комплексов, опять-таки выделен¬ных из состава развивающихся биологических систем. Однако в любом случае, каково бы ни было определение, непреложным остается факт, что инженерная энзимология с самого своего зарождения полностью обращена к практике. Говоря о биоорганических катализаторах с заданными свойствами, подразумева¬ют, что эти свойства задаются (исходя из практических потреб-ностей) необходимым временем службы катализатора при опре¬деленных условиях реакции (т.е. его термостабильностью, кислотостабильностью, селективностью (специфичностью) действия, производительностью (активностью ), иммуногенностью, токсичностью и т. д. Иначе говоря, инженерная энзимология начинается с вопроса, зачем это нужно или где и с какой целью это будет применяться? Химическая модификация фермента, например для превращения его в водонерастворимое вещество, сама по себе еще не проблема инженерной энзимологии и отно¬сится скорее к энзимологии химической, если при этом не преследуется конкретная практическая цель. То же следует отнести к изучению структуры, функции и механизма действия биоката¬лизаторов, если при этом не предполагается, что полученная информация будет непосредственно (или опосредованно) исполь¬зована для решения определенной технологической задачи. Аналогично, вопросы тепло- и массопереноса, влияния диффузии на скорость ферментативных реакций, моделирование фермент¬ных реакторов и соответствующие инженерные расчеты имеют малое отношение к инженерной энзимологии, если они не направ¬лены на получение конкретных продуктов ферментативного превращения при определенных условиях реакции. Ясно, что подобным образом очерченные границы инженерной энзимологии весьма условны, но они необходимы для выявления основных особенностей развития данного направления. Поскольку инже¬нерная энзимология является частью современной биотехнологии, данное выше определение в целом согласуется с более широким определением биотехнологии как науки об «использовании биологических процессов и агентов для промышленных целей» [9]. Ферменты – это катализаторы биологического происхожде¬ния. Важнейшие свойства ферментов – чрезвычайно высокая активность и специфичность (селективность) действия. Все живые организмы содержат большое количество (сотни и тыся¬чи) ферментов, основная функция которых состоит в проведении, ускорении и регуляции практически всех химических реакций, необходимых для жизнедеятельности организма. По общепринятой классификации ферментативных реакций ферменты катализируют (ускоряют) реакции, принадлежащие к следующим шести классам: 1) окисление и восстановление; 2) перенос химических (функциональных) групп от одних моле¬кул на другие; 3) гидролиз; 4) реакции с участием двойных связей (образование двойных связей или, наоборот, присоедине¬ние к ним химических групп); 5) изомеризация, или структурные изменения в пределах одной молекулы; 6) синтез сложных соеди¬нений (как правило, требующий энергетических затрат). Уникальные каталитические свойства ферментов обусловлены сложным пространственным строением и наличием в составе их молекул определенных комбинаций химических групп. Фер¬менты – большие органические молекулы, иногда содержащие ионы металлов. К настоящему времени в природе обнаружено свыше 3 тысяч разных ферментов, каждый из которых катализирует только «свою» реакцию и если и способен принимать участие в «чужих» реакциях, то с сущест¬венно меньшей эффективностью [22]. Благодаря высокой активности и специфичности некоторые ферменты уже давно нашли применение в ряде областей про¬мышленности. В основном это пищевая промышлен¬ность, где применяются главным образом комплексные фермент¬ные препараты для гидролиза природных полимеров – белков, крахмала, пектинов. По имеющимся данным, примерно половина общей стоимости ферментов, производимых в США, приходится на ферментные препараты, расщепляющие белки, а еще четверть идет на производство амилолитических ферментов, гидролизу-ющих крахмал. Более широкое технологическое применение ферментов до последнего времени сдерживалось рядом причин, из которых важнейшими являются: а) трудоемкость отделения ферментов от исходных реагентов и продуктов реакции после завершения процессов, в результате чего ферменты используются, как правило, однократно; б) неустойчивость (лабильность) фермен¬ тов при хранении, а также при различных воздействиях (глав¬ным образом тепловых); в) трудоемкость очистки ферментов и получение их в достаточно активном виде и, как следствие, высокая стоимость активных ферментов. В последнее десятилетие определились пути преодоления этих трудностей. Они связаны с получением так называемых иммо¬билизованных ферментов, а также иммобилизованных клеток микроорганизмов. Иммобилизация ферментов – это перевод их в нерастворимое состояние с сохранением (частичным или полным) каталити¬ческой активности. Для получения иммобилизованных фермен¬тов обычно применяют следующие методы: 1 Ковалентное присоединение молекул ферментов к водонерастворимому носителю, в качестве которого используют как органические (природные и синтетические) полимеры, так и неорганические материалы. К первым относятся целлюлоза, хитин, агароза, декстраны, бумага, ткани, полистирол, найлон, ионообменные смолы и т. д., ко вторым – пористое стекло, сили¬кагели, силохромы, керамика, металлы и т. д. 2 Захват фермента в сетку геля или полимера. Ковалентная сшивка молекул фермента друг с другом или с инертными белками при помощи би- или полифункционального реагента. 3 Адсорбция фермента на водонерастворимых носителях (часто на ионитах). 4 Микрокапсулирование (захват раствора фермента в полу¬ проницаемые капсулы размером 5—300 мкм). В результате иммобилизации ферменты приобретают преи¬мущества гетерогенных катализаторов – их можно удалять из реакционной смеси (и отделять от субстратов и продуктов ферментативной реакции) простой фильтрацией. Этим устраняет¬ся первый из перечисленных недостатков растворимых ферментов как технологических катализаторов. Более того, появляется возможность перевода многих периодических ферментативных процессов на непрерывный режим, используя колонны или про¬точные аппараты с иммобилизованными ферментами. Иммобилизованные ферменты оказались в целом значительно более устойчивыми к внешним воздействиям, чем растворимые ферменты. Таким образом, возникли перспективы преодоления и второго недостатка биокатализаторов – их лабильности [5]. Принцип иммобилизации был применен не только к фермен¬там, но и к их субстратам, ингибиторам и кофакторам, т. е. вещствам, имеющим избирательное сродство к ферментам. Это позволило создать метод выделения и очистки ферментов, осно¬ванный на хроматографии по сродству, или аффинной хрома¬тографии. Тем самым существенно облегчилось выделение чистых ферментов, и в настоящее время можно рассчитывать на то, что третья причина, ограничивающая промышленное применение ферментов, будет успешно преодолена. В последнее время получило достаточно широкое распро¬странение применение иммобилизованных клеток микроорганиз¬мов, содержащих естественный набор ферментов. Преимущества их по сравнению с иммобилизованными ферментами заключа¬ются главным образом в том, что при использовании иммобили¬зованных клеток отпадаю т стадии выделения, очистки и иммоби¬лизации ферментов, которые, как правило, являются наиболее дорогостоящими при осуществлении полного технологического процесса. Далее, ферменты в микроорганизме находятся в на¬иболее естественном окружении, что положительно сказывается на их термостабильности, а также так называемой операционной стабильности. Известно много примеров, когда после выделения из организма ферменты быстро теряли активность, а иногда их вообще не уда¬валось выделить в активной форме, в составе же клеток микро¬организмов они сохраняли каталитические свойства достаточно долго. В этих случаях применение целых клеток, а не отдельных ферментов становится единственно приемлемым вариантом. На¬конец, иммобилизованные клетки, как и иммобилизованные фер¬менты, представляют собой гетерогенные биокатализаторы со всеми преимуществами их использования в технологических целях. Иммобилизация клеток обычно проводится их адсорб¬цией на водонерастворимых носителях (часто на ионообменных смолах), ковалентной сшивкой с помощью бифункциональных реагентов (например, глутарового альдегида) или захвата их в полимер, как правило, с последующим формованием в виде час¬тиц определенного размера и конфигурации. Иммобилизация целых клеток микроорганизмов предотвращает их размножение и обычно увеличивает сохранность и срок работы в качестве катализатора по сравнению с необработанными клетками. Сочетание уникальных каталитических свойств ферментов с их водонерастворимостью в иммобилизованном виде послужило основой для создания инженерной энзимологии [4]. Это ограничение современных реальных возможностей технологического примене¬ния иммобилизованных ферментов в широких масштабах вызва¬но в первую очередь жесткой конкуренцией со стороны уже суще¬ствующих ныне промышленных и микробиологических процессов с детально отработанной технологией. В то же время во многих случаях ферменты пока производятся в относительно малых количествах и остаются дорогостоящими, стоимость иммобили¬зации и применяемых носителей зачастую также слишком высо¬ка. По-видимому, в ближайшее время можно ожидать промыш¬ленного внедрения преимущественно таких процессов инженер¬ной энзимологии, где продукт реакции практически не может быть получен без участия ферментов или где стоимость продукта настолько превышает стоимость исходного сырья, что получае¬мая разница может окупить расходы на используемые ферменты и их иммобилизацию. Именно этим объясняется повышенный в последнее время интерес к иммобилизации ферментов путем простой адсорбции на носителях и к использованию иммобили¬зованных клеток микроорганизмов [2]. Иммобилизация энзимов повышает их устойчивость к нагреванию, изменению реакции среды, увеличивает срок их действия, облегчает отделение их от продуктов реакции, дает возможность использовать многократно. Иммобилизация позволяет осуществлять непрерывные каталитические процессы, получать продукцию, не загрязненную энзимом. Это очень важно в ряде пищевых и фармакологических производств. Данный метод применяют для получения антибиотиков, например на основе иммобилизованного энзима – пенициллинамидазы, что позволяет снижать расход сырья и себестоимость продукта, увеличивать объем производства. Такие энзимы перспективны в химической промышленности, при получении тканей, кожи, бумаги, при производстве сахара для диабетиков, некоторых гормональных препаратов, в пищевой промышленности для получения сиропа, улучшения качества молока и ряде других производств. В медицине иммобилизованные энзимы перспективны в борьбе с опухолями, тромбами. Энзимы используются в технологических процессах пищевой промышленности: для получения глюкозно-фруктозного сиропа, глюкозы из крахмала, улучшения качества молока и ряде других производств. Проходит промышленную проверку технология переработки целлюлозы в глюкозу. Задачи инженерной энзимологии – конструирование органических катализаторов (энзимов) с заданными свойствами на основе ферментов и полиферментных систем, выделенных из клеток или находящихся в них. Термин «заданные свойства» имеет в виду, что эти свойства задаются практическими потребностями в данном катализаторе, условиями проведения ферментативного процесса, специифичностью, необходимой производительностью и т.д. Инженерная энзимология основана на принципах органического и ферментативного катализа, химической технологии, биотехнологии и биохимии и со времени своего зарождения целиком обращена к практике. Хотя основная направленность современной инженерной энзимологии – использование каталитической активности иммобилизованных ферментов и клеток, ее рамки гораздо шире. Цель этой дисциплины – разработка научных основ применения ферментных катализаторов для создания новых биотехнологических производств, новых методов в диагностике и терапии, органическом синтезе и другое, а также решение фундаментальных проблем энзимологии при помощи иммобилизованных ферментов [14]. Развитие прикладной энзимологии долгое время сдерживалось дороговизной чистых ферментных препаратов, неустойчивостью их при хранении и невозможностью многократного использования. Принципиально новые перспективы открылись перед прикладной энзимологией в 60-е годы XX в. в результате появления на стыке химии и биологии новой отрасли – инженерной энзимологии. На практике обычно используют иммобилизованные ферменты (реже – иммобилизованные клетки), благодаря чему стабилизируется и пролонгируется их ферментативная активность. Иногда инженерную энзимологию отождествляют с биотехнологией. В этом содержится большая доля истины, так как все реакции в клетках катализируются ферментами. Однако слово «инженерная» привносит свою специфику, заключающуюся в акценте на создание конструкции, в данном случае – на конструирование биокатализаторов с заданными свойствами с последующим использованием в биотехнологическом процессе. В частности, методами белковой инженерии, сущность которых состоит в изменении первичной структуры природной молекулы фермента посредством химической модификации самого энзима или его гена, удается принципиально трансформировать структуру активного центра и его функцию, модулировать субстратную специфичность и физико-химические свойства фермента. Так, замена остатка глутамина -102 в молекуле лактатдегидрогеназы на аргинин превратила фермент в высокоактивную малатдегидрогеназу. Описанным способом получены термостабильные формы лизоцима Т-4 и субтилизина (каталитическая константа субтилизина изменена в 100 раз), созданы гибридные формы ферментной системы, ценной в иммуноферментном анализе, сочетающие в себе свойства ?-галактозидазы и ? -галактокиназы. Многие проблемы технологии синтеза органических соединений, пищевой и медицинской промышленности, мониторинга человека и окружающей среды, защиты окружающей среды, энергетики не могут быть решены без использования методов современной инженерной энзимологии. Важным этапом развития инженерной энзимологии стала разработка способов получения и использования иммобилизованных ферментов [22]. Все основные природные источники ферментов можно разделить на три основные группы: 1Ткани животных как отход мясоперерабатывающей промышленности. Прежде всего, это богатые ферментами поджелудочная железа и слизистая оболочка желудка. 2 Некоторые растения Например, такие гидролитические ферменты, как папаин и рицин извлекают соответственно из сока дынного дерева и инжирного дерева, из ячменя – амилазу. 3 Микроорганизмы. Из всех вышеперечисленных источников ферментов наибольшее практическое значение имеют микроорганизмы – продуценты ферментов. Их широкое использование обусловлено, прежде всего, их доступностью, возможностью организовать более эффективное промышленное производство на относительно дешевом сырье и управление процессом биосинтеза, используя, различные продуценты ферментных препаратов. Использование микроорганизмов значительно расширило круг получаемых ферментных препаратов с различным спектром действия. Только с их помощью удалось получить такие ферменты, как целлюлазы и глюкозоизомеразы. В качестве продуцентов ферментов, как правило, выбирают те штаммы-мутанты, полученные путем направленной селекции, которые обеспечивают максимальный выход целевого продукта при использовании стандартного оборудования. При этом штаммы-мутанты получают как традиционным путем с использованием таких широкоизвестных методов воздействия, как облучение УФ светом, ?- и рентгеновскими лучами, обработкой клеток различными химическими агентами: этилимином, диметилсуфатом, гидроксиламином, диазометаном, оксидом азота и пр., изменением температуры и величины рН, так и методами генной инженерии. В качестве продуцентов ферментов могут использоваться различные микроорганизмы. У бактерий короче цикл развития, на их основе легче получать мутанты. Технология получения ферментных препаратов микробным синтезом обязательно включает в себя стадию промышленного культивирования соответствующего микроорганизма. В условиях промышленного производства значительное количество продуцента получают одним из следующих двух способов: - культивирование на твердых питательных средах (поверхностный способ выращивания продуцента); - культивирование соответствующего продуцента в большом объеме жидкой фазы, содержащей все необходимые для нормального роста и развития микроорганизма питательные вещества (глубинный способ выращивания продуцента) [7]. Рисунок 1 – Принципиальная технологическая схема процесса глубинного культивирования микроорганизмов (1 - смеситель питательной среды; 2 - колонна для непрерывной стерилизации потока питательной среды острым паром; 3 - теплообменник - выдерживатель; 4 - теплообменник для охлаждения потока питательной среды; 5 - инокуляторы (посевные аппараты); 6 - индивидуальный фильтр для очистки воздуха, подаваемого в инокулятор; 7 - реактор - ферментер; 8,9 - насосы; 10 - масляный фильтр для предварительной очистки воздуха; 11 - компрессор; 12- головной фильтр для очистки воздуха) 2 История и применение иммобилизованных ферментов История применения ферментов уходит корнями в далекое прошлое. Некоторые ферменты, содержащиеся в природных растительных материалах, издавна использовались человеком для получения пива, спиртных напитков, производства хлеба и кисломолочных продуктов. Практика, основанная на коллективном опыте людей, намного опередила получение знаний и разработку научных основ для создания данных технологических процессов. Промышленная отрасль получения ферментных препаратов из природного растительного сырья стала зарождаться только в конце XIX столетия, а эра современной инженерной энзимологии насчитывает около 30 лет. Тем не менее, ферменты настолько широко вошли в нашу жизнь и настолько широко применяются в различных промышленных отраслях, что представить без них наше существование сегодня не представляется возможным. Промышленное получение и применение ферментов в различных технологических процессах составляет в настоящее время один из важнейших разделов новейшей биотехнологии. Огромное значение ферменты имеют в различных отраслях пищевой промышленности. В хлебопечении амилазы ускоряют процесс созревания и улучшают качество теста; их используют также для получения растворимого крахмала, патоки, декстрина. Грибные амилазы заменяют солод, лактазу используют для удаления молочного сахара из молока; инвертазы сахаров, предупреждающие кристаллизацию сахарозы, применяют в кондитерской промышленности. Комплекс ферментов – цитаз, используют для более полной экстракции соков из плодов и овощей, а также получения эфирных масел. Грибные глюкозидазы, освобождая продукты от остаточных сахаров, удлиняют сроки их хранения. С помощью каталазы из продуктов удаляют перекиси водорода, целлюлазы применяют для осахаривания крахмала из картофеля и зерна, а также увеличения выхода агар-агара из водорослей. Протеолитические ферменты микробного происхождения заменяют реннин в сыроделии. Липазы находят применение в производстве сухого молока и для ускорения созревания сыров. Пектинолитические ферменты издавна применяются для обработки льносоломы и получения из нее волокна. Амилолитические ферменты используют для удаления клея из тканей (расшлифовка); некоторые протеиназы применяют для удаления серицина и высвобождения шелковых волокон из шелка-сырца; для обезжиривания волокон используют липазы [7]. В кожевенной промышленности при помощи протеолитических ферментов производят обезволашивание шкур и мягчение голья, ускоряют также процессы получения высококачественной шерсти. Ферментные препараты применяют в сельском хозяйстве при производстве кормов. Пектиназы и гемицеллюлазы повышают доступность и усвояемость кормов, ускоряют процессы силосования трудно- и несилосующихся зеленых кормов. Все большее применение ферменты находят в тонком органическом синтезе в процессах получения различных сложных соединений (аминокислот, пептидов, нуклеотидов, полусинтетических антибиотиков), а также в медицине. Ряд ферментов применяют в так называемой «заместительной терапии» для восполнения имеющегося ферментативного дефицита. Так, препараты протеиназ используют для удаления некротических тканей в ходе лечения гнойных ран и ожогов. Бактериальную аспарагиназу, расщепляющую аспарагин, необходимый лейкозным клеткам, применяют при ряде злокачественных заболеваний. Препараты протеиназ (террилин и стрептокиназа) обладают тромболитическим действием и применяются для борьбы с тромбозами. Холестеринэстераза гидролизует холестерин, локализованный на внутренних стенках кровеносных сосудов. Особое место занимают высокоочищенные ферменты, используемые в аналитике, микроанализе, биоэлектрокатализе. Таким образом, объемы и спектр выпускаемых ферментов, а также области их применения расширяются с каждым годом. Выбор продуцента необходимого фермента сопряжен с проверкой активности огромного количества культур, приводящей к отбору наиболее активного продуцента. Природные штаммы обычно не синтезируют ферменты в избыточных количествах, так как процесс их синтеза находится под строгим генетическим контролем. Исключение составляют конститутивные ферменты, например ферменты гексозомонофосфатного пути, которые синтезируются в больших количествах в любых условиях роста. Наряду с отбором наиболее активных штаммов-продуцентов ферментов из микробных коллекций или выделенных из природных источников, продуцирующих конститутивные ферменты, широко используют индуцибельные и репрессибельные ферменты, которые синтезируются клетками в результате изменения условий ферментации или генетического аппарата клетки. К индуцибельным относятся многие ферменты, имеющие коммерческую ценность. Индукция – это универсальный контроль для катаболических путей. Процесс ферментации с целью получения индуцибельных ферментов ведут в присутствии субстрата-индуктора. Так, для получения амилаз в среду вносят крахмал, рибонуклеазы – РНК, липаз – жиры, инвертазы – сахарозу и т.д. В результате способности синтезироваться индуцированно в ответ на заданный субстрат, возможно использование одной культуры для получения различных ферментов. Это свойство широко используется в промышленности для получения различных ферментов [2]. Иммобилизованные ферменты можно использовать, главным образом, в трех направлениях: 1 Анализ различных веществ, в качестве лечебных средств и биокатализаторов для использования в биотехнологических производствах. 2 Лечебные средства. Такие средства применяются либо в том случае, когда необходимый фермент отсутствует в тканях вследствие генетических или других нарушений, либо в качествеагентов,разрушающих нежелательные компоненты, например, мочевину. Использование чужеродных (бактериальных) ферментов нежелательно вследствие того, что они могут стать причиной аллергических реакций и, кроме того, они крайне неустойчивы. Иммобилизация позволяет обойти эти барьеры, так как она повышает стабильность фермента и препятствует его взаимодействию с иммунной системой макроорганизма. Например, в аппарате «искусственная почка», предназначенном для освобождения крови от различных шлаков, в том числе и мочевины, путем ультрафильтрации, используется колонка с иммобилизованной уреазой. Ферменты применяют в лечебных целях и тогда, когда они необходимы, но по причине различных патологических процессов отсутствуют, например, для растворения кровяных тромбов. 3 Применение в различных производствах. Иммобилизованные ферменты широко используются в бумажной, текстильной, химической и фармацевтической промышленности, а также для обработки сточных вод.
Не смогли найти подходящую работу?
Вы можете заказать учебную работу от 100 рублей у наших авторов.
Оформите заказ и авторы начнут откликаться уже через 5 мин!
Похожие работы
Курсовая работа, Биотехнология, 34 страницы
300000 руб.
Курсовая работа, Биотехнология, 31 страница
350 руб.
Курсовая работа, Биотехнология, 43 страницы
420 руб.
Курсовая работа, Биотехнология, 34 страницы
408 руб.
Служба поддержки сервиса
+7(499)346-70-08
Принимаем к оплате
Способы оплаты
© «Препод24»

Все права защищены

Разработка движка сайта

/slider/1.jpg /slider/2.jpg /slider/3.jpg /slider/4.jpg /slider/5.jpg